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1、复合材料的力学性能与检测技术,卓力特光电仪器（苏州）有限公司,教学内容,CMC用 基体材料,非金属基复合材料,CMC用 增强材料,CMC的 制备技术,CMC的界面和增韧机理,其它非金属基复合材料,第7章 （1讲）,第2章 （2讲）,第3章 （1讲）,第4章 （2讲）,第5章 （2讲）,第6章 （2讲）,第1讲绪论、第2讲陶瓷基复合材料的研究进展及特点、第8讲复合材料力学及检测技术,检测加工及评价,典型陶瓷基复合材料的制备（2讲）,各向异性,典型国产树脂基复合材料单向板的力学性能,层合板静态力学性能表征与测试,纵向拉伸力学性能 横向拉伸力学性能 纵向压缩力学性能 横向压缩力学性能 纵横剪切力学性
2、能 短梁层间剪切强度 弯曲性能,拉伸力学性能试验,GB/T 33541999 定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法 测试：纵向拉伸模量E1、主泊松比1 、纵向拉伸强度Xt ；横向拉伸模量E2、横向拉伸强度Yt,压缩力学性能试验,GB/T 38561983 单向纤维增强塑料平板 压缩性能试验方法； HB 548591 碳纤维增强树脂基复合材料薄板 压缩性能试验方法； GB/T 52581995 纤维增强塑料薄层板 压缩性能试验方法。 测试：纵向压缩模量E1、主泊松比1 、纵向压缩强度Xc ；横向压缩模量E2、横向压缩强度Yc,压缩力学性能试验（ASTM D 3410及GB/T385683标准 ）,压
3、缩力学性能试验（HB 548591标准 ）,压缩力学性能试验（GB/T 52581995标准 ）,压缩力学性能试验（GB/T 52581995标准 ）,面内剪切力学性能试验（纵横剪切试验）,GB/T 33551982 纤维增强塑料纵横剪切试验方法 测试：面内剪切模量G12、面内剪切强度S,短梁层间剪切强度试验,标准：GB/T 33571982 单向纤维增强塑料层间剪切强度试验方法 测试层间剪切强度i,弯曲性能试验,GB/T 3356-1999 单向纤维增强塑料弯曲性能试验方法 测试：弯曲强度f和弯曲模量Ef,层合板韧性性能试验,开孔拉伸强度试验 开孔压缩强度试验 冲击后压缩强度试验 I型层间断
4、裂韧性试验 II型层间断裂韧性试验 边缘分层层间断裂韧性试验,开孔拉伸和压缩强度试验,开孔拉伸和压缩强度试验,开孔拉伸强度试验 HB 674093 碳纤维复合材料层压板开孔拉伸试验方法,开孔拉伸和压缩强度试验,开孔压缩强度试验 HB 674193 碳纤维复合材料层压板开孔压缩试验方法,冲击后压缩强度,冲击损伤,冲击后压缩强度,冲击后压缩强度降曲线（T300/5208）,冲击后压缩强度,冲击装置,冲击后压缩强度,冲击后压缩强度 HB 673993 碳纤维复合材料层压板冲击后压缩试验方法 BSS 7260 先进复合材料压缩试验方法,层间断裂韧性试验,层压板结构的层间应力集中问题,层间裂纹问题（层间
5、断裂力学）,层间断裂韧性是表征复合材料层合板抵抗层间裂纹扩展的能力，一般有能量释放率G来表示。,I型层间断裂韧性试验,HB 740296 碳纤维复合材料层压板I型层间断裂韧性GIc试验方法,II型层间断裂韧性试验,HB 740396 碳纤维复合材料层压板II型层间断裂韧性GII c试验方法,复合材料的无损检测技术,无损检测领域应用较广的方式主要有光学电子散斑干涉技术、超声检测技术、射线穿透技术等，但是从经济角度、应用范围以及应用前景来看，电子散斑干涉技术的应用越来越广泛。,电子散斑干涉( ESPI)技术是一种非接触式全场实时测量技术 ,因其通用性强、 测量精度高、 频率范围宽及测量简便等优点
6、,近年来获得了快速发展。电子散斑干涉无损检测技术可以完成位移、 应变、 表面缺陷和裂纹等多种测试。,电子散斑干涉技术是以激光散斑作为被测物场变化信息的载体,利用被测物体在受激光照射后产生干涉散斑场的相关条纹来检测双光束波前后之间的相位变化。一束激光被透镜扩展并投射到被检测物体的表面上,反射光与从激光器直接投射到摄像机的参考光光束发生干涉,在被照射的表面产生散斑场及一系列散斑图像。当物体运动时,这些散斑会随之发生变化,这些变化表征出被测物体表面的位移场变化或形变信息。使用CCD(电荷耦合器件)摄像机得到视频信号,由计算机软件处理分析后在监视器上显示出表征物场变化的散斑干涉条纹图,通过数值计算将这
7、些条纹解析为人们所熟知的物理量。电子散斑干涉技术将全息干涉条纹图像转化为数字图像存储在计算机中进行运算和处理,处理过程实现了数字化、自动测量和对结果的直观解释。,一维离面位移相移电子散斑干涉仪能实时观察代表离面位移的干涉条纹，配以稳定的三点弯曲梁加载实验装置和圆盘受均布载荷（气压）或集中力实验装置，使得整个系统稳定可靠，易于调节，可以获得很好的教学效果。主要技术指标 光源：半导体激光器（绿光）输出功率20mw， 波长532nm 相机：12801024 USB2.0数字摄像头 镜头：25mm定焦镜头（标配），可选配其它C接口镜头 工作距离：4001000mm 相移器：10nm 条纹分辨率：1/2
8、0级条纹 最大范围： 250mm 相移控制精度：0.01V,缺陷与损伤的类型,缺陷：（制造原因） 气孔（孔隙率）（2%）孔隙率每增加1，剪切强度下降510 疏松 分层 脱粘（胶接件） 夹杂 富酯与贫酯 纤维弯曲或偏离,损伤：（加工使用中） 分层 冲击损伤 纤维断裂,传统的检测方法和原理,敲击 超声检测 X射线照相 声振检测 声发射检测 声超声检测,敲击检测,原理：复合材料受敲击振动后，有缺陷、无缺陷发出的声响不同，判断缺陷性质、大小、位置 特点： 简单 分辨率低（1mm厚板，25） 经验性,敲击检测,标准敲击锤：4次/秒,敲击检测,电子敲击器 便携式敲击检测仪（冲击器，传感器，显示器）,日本W
9、P-632 敲击胶接监测仪,超声检测,原理： 频率：110Mhz 工作方式： 脉冲回波法 穿透法,超声检测,显示方式 A型：显示被检测件上特定点的振幅与反射时间（脉冲回波法） B型：显示被检测件截面视图发现缺陷 C型：显示缺陷平面图 特点： 主要检测气孔疏松和分层,超声检测成像系统主要性能指标,超声检测,超声C扫描检测分层（172厂C扫描仪）,超声检测,超声波C扫描检测冲击损伤（西工大美国PAC公司C扫描仪）,X射线照相法（X-ray photography）,原理：利用材料密度不同吸收X射线不同，得到X射线照片上的灰度不同 软X射线（铍窗口），低电压（1017kV），小焦点 检测气孔，夹杂，
10、纤维取向，胶接质量,X射线照相法,蜂窝芯进水检测,X射线照相法,蜂窝开裂检测,声振检测（Acousto-Vibration）,原理：由敲击法发展而来，利用换能器激发被检件，测量被检件的声阻抗，声速，谐振频率，振幅，相位的改变。 功能：检测胶接质量，脱胶，分层，是超声脉冲回波法检测的补充 典型仪器： S9 Sondicator 声振检测 美国Staveley NDT Technologies 公司 Sonic BondMaster 综合声振检测仪,声发射检测（Acoustic Emission）,原理： 利用复合材料在受载时局部出现损伤时发出的声波，通过记录和波形分析确定损伤起始与类型 特点： 可以采用多探头对 损伤源定位,原理： 应用：胶接结构与复合材料的缺陷和强度检测,声超声检测（Acousto-Ultrasonic）,
